Resumo
Um estudo global sobre vertebrados mostra que a temperatura corporal é o principal fator que influencia o tamanho do cérebro. Espécies de sangue quente, como mamíferos e aves, conseguem manter os altos custos de energia para cérebros maiores. Já as espécies de sangue frio são limitadas pela variação de temperatura externa.
Pesquisadores também descobriram que espécies que têm filhotes maiores tendem a desenvolver cérebros adultos maiores. Isso acontece porque esses filhotes lidam melhor com os custos energéticos iniciais. O calor constante e os filhotes grandes abriram o caminho evolutivo para os humanos terem os maiores cérebros em relação ao tamanho do corpo.
Fatos Principais
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Relação com a Temperatura Corporal: Vertebrados de sangue quente conseguem ter cérebros maiores porque mantêm uma temperatura interna estável, o que garante um fluxo constante de energia.
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Limitação no Desenvolvimento: Espécies que geram filhotes maiores conseguem desenvolver e manter cérebros maiores na fase adulta.
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Perspectiva Evolutiva: O sangue quente surgiu primeiro para aumentar a atividade e resistência, mas isso também possibilitou o crescimento de cérebros grandes.
Os tamanhos dos cérebros dos vertebrados variam muito. Mesmo vertebrados com o mesmo tamanho do corpo podem ter cérebros que mudam de tamanho em até cem vezes. Normalmente, mamíferos e aves têm os maiores cérebros em relação ao corpo, seguidos por tubarões e répteis. Já anfíbios e a maioria dos peixes têm os cérebros menores.
Por que isso acontece? Em certos grupos de animais, as espécies que vivem em grupo têm cérebros maiores do que as que vivem sozinhas. Isso ocorre porque elas enfrentam situações sociais que mudam rapidamente e precisam de cérebros mais potentes.
Além disso, os mamíferos e aves, que geram seu próprio calor e têm temperaturas corporais altas e mais estáveis, possuem cérebros maiores comparados à maioria dos outros vertebrados. Para estes, a temperatura corporal é influenciada pelo ambiente. Até agora, não conseguimos explicar totalmente essa diferença. Dentro desses grupos, as variações ainda são grandes.
Os tecidos do cérebro precisam de muita energia. Ao contrário de outros órgãos, o cérebro não pode simplesmente desligar durante o sono ou em períodos de fome. Assim, quando ele aumenta de tamanho, o animal precisa encontrar a energia necessária para sustentá-lo.
A teoria chamada “Hipótese do Cérebro Caro” sugere que o cérebro só consegue crescer se produzir energia extra ou aumentar tanto as chances de sobrevivência do organismo que isso justifica um crescimento mais lento e menos reprodução.
Por exemplo, macacos que não enfrentam períodos de fome durante o ano tendem a ter cérebros maiores. Além disso, aves que são sedentárias têm cérebros maiores do que as aves migratórias.
Pesquisadores do Instituto Max Planck de Comportamento Animal, em Konstanz, investigaram se essas relações se aplicam a todos os vertebrados.
Eles descobriram que em todos os grupos de vertebrados, a temperatura corporal influencia significativamente o tamanho do cérebro. Espécies que mantêm seus corpos aquecidos conseguem ter cérebros grandes, pois são mais eficientes em ambientes quentes.
Isso também ocorre com as chamadas espécies de sangue frio que vivem em águas quentes ou que escolhem esses lugares. Os estudiosos afirmam que o tamanho dos filhotes também limita o tamanho do cérebro na fase adulta. Como os custos de um cérebro grande são altos para os filhotes, é vantajoso manter esses custos baixos no início.
As linhagens que conseguem manter a temperatura do corpo alta e dar à luz filhotes grandes são aquelas que possuem os maiores cérebros em relação ao tamanho do corpo.
Segundo o Professor Carel von Schaik, do Instituto Max Planck de Comportamento Animal, os humanos têm a sorte de serem de sangue quente e ainda de terem filhotes grandes que são alimentados por vários anos. Isso permitiu que a evolução nos desse os cérebros mais desenvolvidos entre os vertebrados em comparação ao tamanho do corpo.
Portanto, ter uma temperatura corporal sempre alta foi essencial para a evolução que gerou cérebros maiores. Contudo, essa capacidade surgiu por outros motivos, como a necessidade de os mamíferos se manterem ativos à noite e de as aves voarem longas distâncias.
Assim, a evolução, às vezes, traz inovações que têm consequências inesperadas, abrindo novas possibilidades.
Principais Perguntas Respondidas:
P: Por que mamíferos e aves têm cérebros maiores que outros vertebrados?
R: A capacidade de manter uma temperatura corporal constante garante o fornecimento de energia que é necessário para sustentar cérebros maiores.
P: Quais outros fatores influenciam o tamanho do cérebro entre as espécies?
R: A complexidade social, o tamanho dos filhotes e a estabilidade ambiental influenciam. Espécies de sangue quente que geram filhotes grandes tendem a ter cérebros maiores.
P: O que isso nos diz sobre a evolução humana?
R: A natureza de sangue quente dos humanos e o cuidado prolongado com filhotes grandes criaram as condições energéticas que possibilitaram o desenvolvimento de cérebros maiores em relação ao tamanho do corpo.
Sobre esta pesquisa em neurociência evolutiva
O estudo mostra como a variação do tamanho relativo do cérebro entre classes de vertebrados ainda não é completamente compreendida.
Baseados na “hipótese do cérebro caro”, sugerimos que dois fatores principais explicam muito dessa variação: 1) a capacidade de gerar filhotes grandes e fornecer a energia necessária para cérebros maiores e 2) a capacidade de manter temperaturas corporais sempre altas, já que temperaturas baixas e variáveis diminuem o desempenho do cérebro.
Assim, previmos que grandes aumentos no tamanho do cérebro só aconteceram em locais com mudanças fisiológicas ou históricas que criaram essas habilidades.
Primeiro, análises comparativas entre as classes de vertebrados mostraram que proteger ovos ou embriões está relacionado a filhotes maiores.
Análises mostraram que o tamanho dos filhotes e o do cérebro adulto evoluíram juntos em aves, mamíferos e peixes cartilaginosos, mas não nos outros peixes, anfíbios e répteis.
Em segundo lugar, encontramos uma relação positiva entre a temperatura média do corpo e o tamanho do cérebro em cada classe.
Por fim, uma análise combinada indicou uma interação positiva entre os efeitos da temperatura e do tamanho dos filhotes.
Concluindo, o crescimento do cérebro foi mais evidente nas linhagens de vertebrados que podem ter filhotes grandes e manter temperaturas altas, o que está parcialmente ligado ao sangue quente.
